卡斯卡迪亚大陆边缘活动冷泉流场定量研究

海底冷泉是一种重要的地质活动,当前对冷泉的研究逐渐从定性研究过渡到定量研究.本文利用遥控深潜器视频资料对美国西海岸卡斯卡迪亚大陆边缘活动冷泉进行研究.观察视频资料发现,研究区活动冷泉的释放主要有两种形式,一是甲烷气泡的缓慢逸散,二是含甲烷流体快速喷发形成羽状流.缓慢逸散的甲烷气泡多为透明椭球形,羽状流喷口处多为锥形,流体浓度高时呈白色不透明状,流体边缘处往往为灰色半透明.羽状流流动方向整体向上,内部往往存在复杂的湍流涡.针对研究区中两种释放形式,分别利用不同方法进行流场的定量研究,其中,冷泉羽流的流场定量分析是通过粒子图像测速技术来获得冷泉羽状流瞬时全场流动定量信息,在此基础上试算了羽流的卷吸系数.本文利用图像测速技术对冷泉流场进行定量研究,可为估算甲烷通量等研究提供新的数据来源,对研究冷泉地质过程及其对全球气候变化的影响都具有重要意义.     

Characteristics from a hydrodynamic model of a trapezoidal artificial reef

Flume experiments and numerical simulation were conducted to characterize the hydrodynamics of a trapezoid artificial reef. Measurements in particle image velocimetry were conducted to observe the formation of upwelling and vortices; and forces for the reef model were measured by load cell. The results of flume experiments agree well with the numerical data. In addition, the flow structure around a reef combining trapezoidal and cubic blocks was simulated numerically under two deployment schemes, showing a more complicated flow structure than that of a stand-alone reef. Relationship between drag coefficient and Reynolds number suggest that the degree of turbulence can be assessed from the value of drag coefficient downstream from the reef. The role of the reef in water flow is to reduce flow velocity and generate turbulence.     

广播星历更新对实时测速的影响分析

实时获取高精度的载体速度信息在科学研究和生产应用中都具有重要意义。采用TDCP方法可实时获取载体高精度的速度信息。利用传统就近原则选择广播星历数据块,会使得相邻历元所采用的星历数据块不统一,从而导致卫星轨道和钟差不连续。本文首先介绍了TDCP方法的基本原理;然后分析了星历更新引起的卫星轨道和钟差跳变的大小及其对参数估计的影响,并提出了改进的数据处理策略;最后通过实测数据验证了本文方法的可行性,结果表明静态模拟动态模式下单频实时测速精度可达1~3mm/s。     

下凹内孤立波致流场结构及其影响因素的实验研究

为进一步探究海洋内孤立波诱导流场对海洋工程结构物以及潜航器的影响,本文采用重力塌陷方法和粒子图像测速(Particle Image velocimetry,PIV)技术在大型分层流水槽中进行内孤立波造波以及内部流速场测量,定量分析了下凹型内孤立波诱导流场结构及其影响因素。研究表明:在密度分层流体中,PIV技术可实现对大幅面内孤立波诱导流场的精细测量以及波动结构特征的准确描述;水平流速在上下层方向相反且在跃层处最小,其剪切作用在波谷附近最强;垂向流动在波前和波后分别为上升和下沉流,两者流速值在距离波谷1/4~1/2波长位置达到最大;在相同内孤立波振幅条件下,上下层流体密度差越大、厚度比越小,则波致流场越强;随着振幅增大,流场结构与Kd V、e Kd V和MCC理论模型对应波幅适用范围的描述相吻合。     

车载GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合导航方法

为提升复杂环境下低成本车载导航系统的容错性能,本文研究了基于次优增益融合(SGF)算法的GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法。该方法首先根据阿克曼转向几何建立了四轮里程计测速补偿模型,提升了惯性测量单元(IMU)安装中心处的前向和侧向测速精度;然后设计了基于卡方检验统计量的故障检测与分类准则,充分利用了可获取的观测信息;最后构建了随机模型和信息分配因子(ISF)弹性优化模型,分别从传感器层和决策层减少了异常观测的影响,实现了车载多源信息的弹性融合。通过实际跑车数据对GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法进行测试验证。试验结果表明,本文方法能有效减少子系统故障对全局状态估计的影响,提升复杂环境下系统的容错性能。此外,与经典的联邦卡尔曼滤波(FKF)算法相比,SGF算法全局融合精度损失有限,计算效率却显著提升,有利于多源信息弹性融合的实际工程应用。     

北斗多普勒测速精度的分析

介绍了原始多普勒观测值测速方法的数学模型,分析了各误差源对多普勒测速的影响,并使用北斗卫星导航系统实测数据在静态模式下对多普勒测速精度进行了分析。结果表明,目前使用北斗原始多普勒观测值测速精度可优于0.1m/s。     

加肋土工膜与砂土拉拔试验及界面细观分析

为了进一步研究加肋土工膜拉拔试验作用机制,通过室内拉拔试验和粒子图像测速(PIV)分析,研究不同工况下（加肋高度和温度）加肋土工膜与砂土界面的力学性质以及衬垫系统内部颗粒的位移场和速度场分布。拉拔试验结果表明,不同的加肋高度和温度对界面的稳定性有着深刻的影响,极限拉拔阻力随着加肋高度的增加和温度的降低而增大。通过细观分析得出加肋土工膜和砂土界面附近砂土会形成间接影响区。影响区内部的砂土位移和速度比周围砂土颗粒位移和速度大,这是因为肋块在拉拔过程中挤压其左侧的颗粒或带动其整体移动。并且肋块之间的影响区会相互影响扩散,因此对砂土颗粒形成加固作用。试验结果和PIV分析表明,温度和加肋高度对间接影响区有着显著的影响,从而对加肋土工膜与砂土界面的整体稳定性产生影响。     

新一代天气雷达的自动标校技术

新一代天气雷达作为一个测量系统需要有足够高的测量精度，因此需要对雷达自身的工作参数进行定标，该文介绍新一代天气雷达的自动标校技术，并用机外仪表对机内自动标校结果进行检验，检验结果表明：雷达的自动标校精度基本满足使用要求。     

中国大陆岩石标本在高压下的弹性波速的初步研究

对10种岩石的20个试件和1个氯化银试件测得了高压下纵波和横波的速度,其中3个试件的纵波测至20,000公斤/厘米~2。发现压力高于4000公斤/厘米~2以后,速度基本上随压力呈直线变化,但当压力高于10,000公斤/厘米~2时直线的斜率逐级降低。在横波速度测定中,为提高脉冲初至到时的测定精度,在发射和接收端分别加入耦合电路。利用S波波列的多点测量外推方法有效地提高了测量精度。最后对结果作了细致的误差分析。